Ánh Sáng Tác Động Đến Con Người

Không đơn thuần chỉ là để chiếu sáng cho các công việc và sinh hoạt hằng ngày, ánh sáng còn tác động rất nhiều đến sức khỏe và cảm xúc của con người. Ánh sáng có ảnh hưởng rất lớn đến nhịp điệu sinh học hằng ngày của con người.

Ánh sáng có thể điều chỉnh nhịp điệu hàng ngày của con người và cải thiện động lực, hạnh phúc và năng suất

Ánh sáng có ảnh hưởng rất lớn đến với cơ thể của con người. Nó không chỉ cho phép chúng ta nhìn thấy được môi trường xung quanh. Mà chúng còn kích thích, dẫn đến thay đổi các mức độ về tâm trạng và hoạt động của chúng ta.

Phản ứng sinh lý của chúng ta đáp trả lại các đặc tính của ánh sáng như màu sắc, cường độ và thời gian chiếu sáng của ánh sáng, do đó nếu chúng ta dành nhiều thời gian ở trong nhà, chúng ta dễ dàn bị ảnh hưởng bởi các đặc tính của ánh sáng nhân tạo (ánh sáng do đèn phát ra) có trong ngôi nhà của mình. Giải pháp về chiếu sáng nhân tạo – HCL có thể giúp tăng cường hoạt động, chống rối loạn giấc ngủ, và cải thiện tâm trạng tổng thể.

Ở nước ngoài người ta dùng thuật ngữ Human Centric Lighting – Chiếu sáng nhân tạo (Công nghệ điều chỉnh ánh sáng phù hợp để tác động đến sinh lý con người, bài viết này sẽ có đề cập đến công nghệ này) ở đây sẽ viết tắt là HCL.

Với sự phát triển của công nghệ chiếu sáng, và kiến thức về ảnh hưởng của ánh sáng đến với hoạt động sinh học. Sự ra đời của đèn LED (Light Emitting Diodes), chúng không chỉ mang đến giải pháp về tiết kiệm năng lượng hơn, mà còn về khả năng kiểm soát và điều khiển ánh sáng tiên tiến. Hệ thống mới tạo ra khả năng vô tận trong việc kiểm soát ánh sáng cho người sử dụng. Đèn LED cung cấp khả năng điều chỉnh cường độ, màu sắc, có thể tích hợp với những bộ công cụ hẹn giờ hoặc cảm biến một cách linh hoạt.

Xem thêm: Nên lựa chọn ánh sáng trắng hay ánh sáng vàng?

Ánh sáng tác động lên con người. Chúng hoạt động ra sao?

Đồng hồ sinh học của con người được kiểm soát thông qua ánh sáng. Ánh sáng là đồng hồ kiểm soát nhịp điệu sinh học của chúng ta. Và ánh sáng ban ngày đóng góp không hề nhỏ đến với sức khỏe. Trong tính chất của ánh sáng, các bước sóng của ánh sáng trắng giải phóng nhẹ hàm lượng melatonin trong cơ thể.

Hệ thống thị giác và nội tiết tố của con người. Ánh sáng đi vào mắt và các tín hiệu khi nhận được sẽ đi đèn trung tâm não và các tế bào thần kinh. Góc tiếp xúc ánh sáng hiệu quả nhất để kích hoạt tế bào thần kinh là đường chân trời.

Các nhà khoa học đã nghiên cứu các tác động sinh học của ánh sáng trong nhiều thập kỉ qua. Nhưng mãi đến năm 2002 họ mới phát hiện ra một các tế bào hạch có trong võng mạc không sử dụng ánh sáng để nhìn thấy. Các tế bào mới này được xác định nhạy cảm với ánh sáng xanh, và phản ứng để đặt lại đồng hồ sinh học của chúng ta cho đồng bộ với chu kì ngày đêm bên ngoài môi trường.

Võng mạc mắt người chứa ba tế bào quang tuyến: các tế bào nhạy cảm với màu sắc, thanh nhạy sáng mờ và tế bào hạch nhạy cảm.

Sản phẩm chính của hệ thống đồng hồ sinh học là sản xuất ra hoóc môn melatonin (là một hoóc môn gây ngủ). Hoạt động sản xuất này trong tuyến tùng thường diễn ra với tần suất khác nhau tại các thời điểm trong ngày. Melatonin được tiết ra nhiều vào ban đêm và hạn chế ở mức tối thiểu vào ban ngày. Sự ức chế melatonin, gây ra do tiếp xúc với ánh sáng, sẽ mang đến cho bạn cảm giác tỉnh táo và khả năng tập trung cao hơn.

Tế bào hạch đưa tín hiệu đến não và điều chỉnh sản xuất hoóc môn. Ba hoóc môn quan trọng nhất kiểm soát nhịp sinh học là:

1. Melatonin làm cho bạn mệt mỏi, làm chậm các chức năng và làm giảm khả năng hoạt động để cơ thể có thể nghỉ ngơi.
2. Cortisol mặt khác là một hoóc môn căng thẳng được sản xuất từ khoảng 3 giờ sáng. Nó kích thích sự trao đổi chất và lập trình cơ thể cho chế độ ban ngày.
3. Serotonin hoạt động như một chất kích thích và động lực thúc đẩy. Trong khi mức cortisol trong máu giảm xuống xuyên suốt ngày và thì ngược lại melatonin sẽ tăng lên.

Để thực hiện các giải pháp dùng ánh sáng để điều chỉnh nhịp độ của con người (HCL) chúng ta đòi hỏi phải kiểm soát được quang phổ, cường độ ánh sáng, và thời gian chiếu sáng.

Để cài đặt và lập trình cho công nghệ HCL một cách hiệu quả, ba tham số trên (Quang phổ, Cường độ sáng, Thời gian chiếu sáng) cần được chú ý cẩn thận vì chúng phụ thuộc lẫn nhau và có thể được sử dụng như đòn bẩy để kiểm soát tác động trên người.

Tham số đầu tiên là quang phổ. Chúng ta biết rằng các bước sóng màu xanh trong ánh sáng kích hoạt các yếu tố sinh học. Do đó chúng ta cần phải chọn nguồn ánh sáng trắng có khả năng cung cấp một lượng lớn ánh sáng trắng mát. Cường độ ánh sáng thì hơi phức tạp một chút vì nó liên kết phụ thuộc vào thời gian. Chúng ta cần biết mức độ ánh sáng (lux) tối thiểu và tối đa cần thiết để kích hoạt sự ức chế melatonin, và chúng ta phải mất bao lâu để đạt được hiệu quả rồi từ đó thực hiện các biện pháp điều chỉnh.

Xem thêm: Cách sử dụng máy đo cường độ ánh sáng

Nhưng những điều này dựa chủ yếu vào nghiên cứu thực hiện trong phòng thí nghiệm. Trong môi trường thực tế, chúng ta cần nhiều dữ liệu hơn để hiểu tác động của các thiết lập này đối với công nhân, học sinh và bệnh nhân. Dưới đây chúng ta sẽ tìm hiểu cơ bản về ba tham số đó mà bạn cần biết nếu có ý định sử dụng ánh sáng để tác động lên cơ thể.

Những tham số cần quan tâm

Quang phổ

Ánh sáng là bức xạ có thể nhìn thấy được bằng mắt người trong phạm vi có bước sóng từ 380-780 nm. Kích thích quang học được nhận biết trong mắt người bằng 3 loại màu sắc chính là tia đỏ, xanh lá hoặc xanh lam. Màu sắc trong phổ màu vàng-xanh lá cây ở 555 nm được coi là sáng nhất. Các đường đứt khúc ở dưới là phần chúng ta nhìn thấy trong điều kiện thiếu ánh sáng. Còn phạm vi có ảnh hướng đến sinh học nhất của chúng ta là phổ màu xanh xung quanh 460 nm.

Các đường cong thể hiện ánh sáng nhìn thấy trong điều kiện ánh sáng ban ngày v(λ), ban đêm v'(λ) và c(λ) là đường ảnh hưởng sinh học.

Các tế bào hạch có độ nhạy cao nhất với ánh sáng ở 480 nm. Ở bước sóng này tương ứng với ánh sáng màu xanh lam. Ánh sáng đó được gọi là ánh sáng trắng lạnh, với nhiệt độ màu từ 5-6000 kelvin trở lên. Các nghiên cứu đã thực hiện cũng chỉ ra rằng tiếp xúc với ánh sáng trong phần màu xanh của quang phổ sẽ làm cho cơ thể tiết ít hơn hoóc môn melatonin.

Nói tóm lại, chúng ta có thể nói rằng loại ánh sáng trắng mát thường được thấy trong ánh sáng mặt trời và các nguồn ánh sáng nhất định sẽ giúp điều chỉnh giai đoạn sinh học và làm cho cơ thể tỉnh táo, tăng nhiệt độ cơ thể và nhịp tim nhờ hạn chế hàm lượng melatonin.

Incandescent.

Incandescent là đèn sợi đốt, Sodium là đèn Natri, Fluorescent là đèn huỳnh quang, Metal halide còn được biết đèn như là đèn Halogen. Bên trên biểu đồ quang phổ của các nguồn ánh sáng khác nhau. Đèn LED trắng có lượng bước sóng màu xanh cao hơn, và do đó hiệu quả hơn khi dùng để điều chỉnh nhịp độ sinh học.

Cường độ (độ rọi)

Cường độ được nói đến ở đây được đo bằng độ rọi. Các nghiên cứu đã cho thấy mức độ chiếu sáng tương đối thấp (~ 150 lx ở mắt) là đủ để gây ra sự tỉnh táo và thay đổi nhịp sinh học. Biết rằng mức melatonin bão hòa khi độ rọi tăng trên trên 1000 lux ở mắt.

Biểu đồ thể hiện sự ức chế melatonin bắt đầu ở 30 lux và bão hòa ở khoảng 1000 lux ở mức mắt.

Do các các quy luật về vật lý, độ rọi (độ sáng) ngang trên bề mặt làm việc (ở 0,75 m so với mặt sàn) sẽ cao gấp 2 hoặc thậm chí 3 lần. Vì vậy, độ rọi khuyên dùng là giảm mức ánh sáng xuống mức tối đa là 3-400 lux (tương ứng với khoảng 1000 lux ở mặt phẳng làm việc) và kéo dài thời gian phơi sáng là đủ giữ sự tỉnh táo cho cơ thể. Điều này tiết kiệm năng lượng tiêu thụ, mà có lợi cho điều kiện ánh sáng.

Xem thêm: Các mẫu đèn led ở Halana

Thời gian

Ánh sáng giống như ban ngày thường hiệu quả nhất. Nó cho biết đồng hồ sinh học của chúng ta rằng ngày bắt đầu và các chức năng của cơ thể cần được kích hoạt. Ngược lại, tiếp xúc ánh sáng này vào buổi tối sẽ làm ức chế sản xuất melatonin làm cho cơ thể khó ngủ hơn.

Ví dụ về thời gian để áp dụng ánh sáng lạnh và nóng với mức độ cường độ tương ứng tùy theo ứng dụng.

Tùy thuộc vào loại hình công việc thời gian làm việc tương ứng với từng cá nhân khác nhau có thể tương ứng với thời gian để điều chỉnh màu sắc quang phổ và cường độ khác nhau. Do đó hãy cân nhắc thật kĩ để tránh làm ảnh hưởng đến sức khỏe của người sử dụng ánh sáng.